NO323485B1 - Fremstilling av papir - Google Patents

Description

FREMSTILLING AV PAPIR

Denne oppfinnelse angår fremstilling av papir som kan være fylt eller ufylt og

som kan være lettvektpapir eller tungvektpapir. Papiret kan f.eks: være kartong.

Det er vanlig praksis å fremstille papir ved dannelse av en tykk, celluloseholdig massesuspensjon fra minst én tykk, celluloseholdig massesuspensjon-komponent, fortynning av denne for å danne en tynn masse, fremføring av den tynne masse mot en dreneringssil gjennom forskjellige deler av en anordning såsom en blandepumpe og/eller en sentersil, og drenering av den tynne masse gjennom silen for derved å danne et ark, som deretter tørkes. Den tykke masse blir vanligvis fremstilt ved blanding av flere forskjellige tykke massesuspensjon-komponenter. Den tynne masse og det resulterende papir kan være ufylt, men generelt er fyllstoff innbefattet.

Det er vanlig praksis å innbefatte forskjellige polymere materialer og andre tilsetninger under prosessen. Det er f.eks. kjent teknikk til den tykke masse å tilsette polymere materialer vekslende beskrevet som bekdispergeringsmidler, bekfiksativer eller renningsevnemidler. Betegnelsen "bek" ("pitch") brukes som en fellesbetegnel-se for å henvise til en mengde klebematerialer som kan være naturlig forekommen-de med papirfibrene eller som kan være tilsalt som et resultat av f.eks. gjenvinning av returpapir som innbefatter polymert bindemiddel.

Bekdispergeringsmidler er lavmolekylære, anioniske sammensetninger som holder beken i dispersjon. I lys av den økende tilbøyelighet til gjenvinning av drenerings-bakvannet, kan dette føre til en uakseptabel oppbygging av dispergert bek i bakvannet. Det er derfor mer vanlig å innbefatte bekfiksativer eller renningsevnemidler. Bekfiksativer er tiltenkt å bringe beken, mens den fremdeles er i svært findispergert tilstand, til å avsettes over på papirfibrene for derved å hindre at den akkumuleres i suspensjonen og at den blir ujevnt og uønsket avsatt som forholdsvis store knuter på papiret eller på papirmaskinen. Fordi bekens komponenter stort sett regnes som anioniske og fordi papirfibrene stort sett er anioniske, hår konvensjonell praksis vært å bruke, som bekfiksativ, polymert materiale med den høyest mulige kationiske ladning.

Alle egnede polymerer med maksimum kationisk ladning (f.eks. homopolymerer av kationisk monomer) har i praksis vanligvis en forholdsvis lav molekylvekt, typisk med en molekylvekt som er slik at grenseviskositeten er under 2, og ofte under 1, dl/g. Bekfiksaturene som konvensjonelt brukes er følgelig polymerer med lav molekylvekt og høy kationisk ladning. Eksempler er polyetylenimin og polyDAD-MAC (diallyldimetylammoniumklorid-homopolymer). Bruken av disse polymerer med lav molekylvekt er ganske hensiktsmessig fordi de kan tilføres som oppløsninger som er lett å lagre og bruke. Bruken av slike polymerer krever følgelig ikke at det tilveiebringes omfangsrike oppløsningsanordninger som er nødvendig når det brukes flokkuleringspolymerer med høy molekylvekt som retensjonsmidler senere i syste-met.

Det er også kjent teknikk å tilsette forskjellige andre materialer for å fremme bekfiksering. F.eks. tilsettes noen ganger bentonitt til den tykke masse for dette formål. Bruken av en polymer med lav molekylvekt i kombinasjon med bentonitt er beskrevet i W093/13265 og, for polymerer med lav molekylvekt og med en bestemt molekylvekt, i EP 586755.

Det er i den senere tid kommet flere forslag for forbedring av bekfiksering eller andre egenskaper ved tilsetning av kationiske polymerer av DADMAC ved forskjellige steder. Noen slike avdekkinger nevner tilsetning av polymerer til den tykke masse hvor polymerene kan falle innenfor et bredt område av molekylvekter og kationiske ladningsdensiteter, og slik omfatte polymerer med høy molekylvekt. I praksis har imidlertid avdekkingene som angår bekfiksering en tilbøyelighet til å være gitt ved eksempler der det kun anvendes polymerer som har høy ladningsdensitet, f.eks. over 3 meq/g og lav molekylvekt, f.eks. grenseviskositet på under 4 dl/g.

Eksempler på aktuelle henvisninger innbefatter CA patent nr. 2102742 og U.S. patenter nr. 5098520, 5185062, 5256252, 5266164 og 5292404.

Selv om polymere materialer med høy kationisk ladning og lav molekylvekt kan virke som renningsevnemidler og bekfiksativer, er det stort sett foretrukket å

bruke dem bare når bek- eller renningsevneproblemer er alvorlige. Dette skyldes at

. polymerenes kationiske beskaffenhet kan ha en ugunstig virkning på papirets lyshet samt kostnaden av materialet som brukes. Det antas at en del av denne kostnad er bortkastet i den betydning at det antas at en vesentlig andel av det kationiske

polymere bekfiksativ ikke virker til å fiksere beken til papirfibrene, men åt det istedet absorberes i papirfibrene hvor det øver liten eller ingen anvendbar virkning og kan fremme svekkelse av lyshet.

Det ville derfor være ønskelig å være istand til å minimere bek- og renningsevneproblemer på en mer økonomisk måte og med redusert ødeleggelse av lyshet.

Noen papirprosesser utføres med tilsetning av et uorganisk kationisk koaguleringsmiddel (alun) til massen, men mange prosesser utføres under fravær av atun. Et retensjonssystem omfattende et polymert retensjonsmiddel tilsettes under de fleste papirprosesser. Det polymere retensjonsmiddel bevirker flokkulering av celtulosefibrene og konvensjonell tenkning tilsa at mengden av avskjæring som påføres flokkene burde minimeres hvis det skulle oppnås optimal retensjonsytelse. Det polymere retensjonsmiddel og andre komponenter i retensjonssystemet blir i praksis normalt tilsatt den tynne masse og virker til å fremme retensjon, i det fuktige ark, av fiberfinpartikler og fyllstoff. Dette reduserer mengden av celluloseholdig materiale og fyllstoff som avvannes gjennom silen. Retensjonssystemet bestod tradisjonelt av tilsetning på ett enkelt punkt av polymer med høy molekylvekt umiddelbart før dreneringssilen, men det er også kjent forskjellige flerpunkt-retensjonssystemer hvor forskjellige materialer tilsettes den tynne masse ved forskjellige punkter.

I EP-A-235893 er beskrevet et retensjonssystem hvor en syntetisk kationisk polymer med molekylvekt over 500000 (og generelt VI over 4 dl/g) tilsettes for å bevirke flokkulering av suspensjonen, den flokkulerte suspensjon utsettes for avskjæring for derved å redusere flokkene til mikroflokker, og deretter tilsettes bentonitt. I beskrivelsen er beskrevet at polymeren stort sett tilsettes den tynne masse eller med fortynningsvannet som brukes til å omdanne den tykke masse til den tynne masse. Det er også beskrevet at massen allerede kan inneholde et forsterkningsmiddel, ofte en kationisk stivelse.

Prosessen ifølge EP 235893 er kommersialisert i bredt omfang som Hydrocol-prosessen (Hydrocol er et varemerke tilhørende Allied Colloids Limited) og er kjennetegnet ved at den gir en svært nyttig kombinasjon av retensjon, dreneringstakt, tørket akt og produktkvalitet.

I EP-A-335575 er beskrevet liknende prosesser, men hvor en kationisk polymer med lav molekylvekt innbefattes før polymeren med høy molekylvekt tilsettes. Det erklæres at dette bl.a. ville redusere bekproblemer.

En kjenner andre prosesser som anvender en polymer med lav molekylvekt etterfulgt av en polymer med høyere molekylvekt etterfulgt av avskjæring etterfulgt av anionisk mikropartikulært (kolloidalt) materiale, og en typisk avdekking er gitt i U.S. patent nr. 5126014.

Den tykke masse som brukes ved papirfremstilling blir stort sett dannet av flere tremasser. Hver tremasse er stort sett fri for polymert materiale. Det er imidlertid i ÉP-A-0335576 og i EP-A-335575 beskrevet prosesser hvor dreneringen av tremassen forbedres ved å innbefatte et polymert dreneringsmiddel med høy molekylvekt i suspensjonen som avvannes for å danne tremassen. Denne polymer-tilsetning vil imidlertid ikke bidra til å løse renningsevne- eller retensjonsproblemene hos en suspensjon fremstilt av slik tremasse. F.eks. vil flokker som er dannet i tremassen bli nedbrutt ved gjenoppslemming av tremassen i den tykke masse, og det polymere flokkuleringsmiddel i tremassen vil i hovedsak forbli absorbert på fibrene og vil derved ikke være tilgjengelig for å bidra til å løse renningsevneproble-mene p.g.a. oppbyggingen av bek og klebestoffer avledet fra gjenvunnet utskudd eller andre kjemiske tilsetninger og som oppbygges i det gjenvundne vann, særlig i lukkede fabrikksystemer.

Det er alltid vanskelig å velge et retensjonssystem slik at det gir optimal sammensetning av retensjon, dreneringstakt, tørketakt og produktkvalitet, og i praksis krever hver prosess utvelging av et kompromiss mellom de motvirkende behov til hver av disse egenskaper. Selv om det generelt er mulig å velge materialer og prosessforhold for å oppnå en god likevekt av egenskaper v.h.a. Hydrocol-prosessen, kan det på noen fabrikker og med noen masser f.eks. være ganske vanskelig å opprettholde god produktkvalitet ("formasjon") ved oppnåelse av optimal retensjon, dreneringstakt og tørketakt. Formasjon er en indikasjon på fordelingen av fiber i arket. Hvis fibrene er tilstede som flokker eller sammenhopinger vil arket ha ganske høy porøsitet (p.g.a. ujevn densitet i arket) og sies å ha dårlig formasjon. Når fibrene er svært jevnt fordelt i arket, sies arket å ha god formasjon.

Andre papirf remstillingsprosesser kan søke å gi god formasjon, med på bekostning av underlegne ytelsesegenskaper såsom retensjon eller tørketakt eller dreneringstakt.

Oppnåelse og opprettholdelse av en optimal likevekt av egenskaper blir j økende grad vanskelig som et resultat av utviklingsretningene mot bruk av økende mengder gjenvunnet papir, alternativt etter avsverting, og mot lukking av fabrikkens vannkrets slik at bakvann gjenvinnes i lengre perioder ved fabrikken og derved er tilbøyelig til å akkumulere et høyt innhold av elektrolytt eller annen urenhet. Disse utviklingsretninger fører også til økning av bekproblemer.

Det ville være ønskelig å tilveiebringe et nytt retensjonssystem som lett muliggjorde en bedre eller annerledes kombinasjon av retensjons-, drenerings-, tørke- og formasjonsegenskaper enn det som lett kan oppnås i Hydrocol-prosessen, og særlig ville det være ønskelig å tilveiebringe et slikt retensjonssystem som muliggjorde lett oppnåelse av bedre formasjon mens liknende retensjons- og/eller drenerings- og/eller tørkeegenskaper ble opprettholdt, eller som muliggjorde opprettholdelse av tilfredsstillende formasjon mens det ble gitt forbedrede retensjons- og/eller drenerings- og/eller tørkeegenskaper.

Ifølge ett aspekt ved oppfinnelsen fremstilles papir v.h.a. en fremgangsmåte som omfatter: tildanning av en tykk, celluloseholdig massesuspensjon med et faststoffinnhold på minst 2,5 vektprosent fra minst én tykk, celluloseholdig massesuspensjon-komponent med et faststoffinnhold på minst 2,5 vektprosent,

flokkulering av den tykke masse ved til den tykke masse eller til minst én tykk massesuspensjon-komponent å tilsette et syntetisk, stort sett vannoppløselig, første, polymert materiale med en grenseviskositet på minst 4 dl/g,

fortynning av den flokkulerte tykke masse for å danne en tynn masse med et faststoffinnhold på ikke mer enn 2 vektprosent,

koagulering av den tynne masse ved til den tynne masse å tilsette et koaguleringsmiddel valgt fra et uorganisk koaguleringsmiddel og/eller et andre, vannopplø-selig, polymert materiale med grenseviskositet på mindre enn 3 dl/g,

drenering av den koagulerte tynne masse gjennom en sil for å danne et ark,

og tørking av arket.

I denne prosess blir følgelig den tykke masse innledningsvis flokkulert, disse flokker blir nødvendigvis utsatt for nedbrytning etterhvert som den tykke masse fortynnes til tynn masse og den tynne masse fremføres mot silen, og denne suspensjon koaguleres før drenering. Ved å si at den koaguleres menes at det oppslemmede materiale sammenhopes til forholsvis små, tette flokker, i motsetning til de store flokker som ville oppnås hvis det ble brukt et konvensjonelt polymert retensjonsmiddel med høy molekylvekt (f.eks. grenseviskositet over 4 og generelt over 8 dl/g).

Tilstrekkelig koagulering kan være oppnåelig kun ved tilsetning av uorganisk koaguleringsmiddel og/eller det polymere koaguleringsmiddel med lav molekylvekt, men det er stort sett ønskelig å oppnå den tilstand som nå ofte betegnes "superkoagulering" ved tilsetning av anionisk kolloidalt materiale til den tynne masse etter tilsetning av det uorganiske og/eller polymere koaguleringsmiddel. Den foretrukkede fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen omfatter følgelig til den tynne masse å tilsette det uorganiske koaguleringsmiddel og/eller vannoppløselig, polymert koaguleringsmiddel med lav molekylvekt og deretter å tilsette det anioniske kolloidale materiale.

Slike prosesser kan utføres for å gi gode retensjons-, drenerings- og tørke-egenskaper ledsaget av god formasjon. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gir særlig muligheten til å oppnå bedre formasjon enn den som kan oppnås med noen kjente retensjonssystemer mens det opprettholdes ekvivalente retensjons- og/eller drenerings- og/eller tørkeegenskaper, og den muliggjør oppnåelse av forbedrede retensjons- og/eller drenerings- og/eller tørkeegenskaper mens det oppnås ekvivalent eller bedre formasjon. Hvis den tykke masse, under fraværet av den første polymer, dessuten ville ha tilbøyelighet til å føre til at prosessen utsettes for bekav-settings- eller renningsevneproblemer, har fremgangsmåten det fortrinn at den ytterligere minimerer disse problemer. Den oppnår dette uten den ulempe at arkets lyshet skades for mye.

I tillegg til å gi forbedret formasjon mens det opprettholdes tilfredsstillende eller god retensjon, er et ytterligere fortrinn ved fremgangsmåten at den lett kan redusere bekproblemer. Tilsetningen av polymeren med høy molekylvekt til den tykke masse vil følgelig normalt redusere bekproblemer ved å virke som et bekfiksativ i maskinbeholderen eller annet sted hvor polymeren med høy molekylvekt innlemmes i den tykke masse.

En måte å iaktta reduserte bekproblemer på er å iaktta filtrat-uklarheten til den flokkulerte tykke masse, som beskrevet nedenfor, og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vil normalt føre til reduksjon, og vanligvis vesentlig reduksjon, av filtrat-uklarheten til den flokkulerte tykke masse. Det er følgelig foretrukket at polymeren med høy molekylvekt, og mengden som brukes, i den tykke masse er slik at denne virkning gis.

Oppfinnelsen innbefatter også fremgangsmåter hvor bekproblemer er redusert uavhengig av de enkelte retensjonssystemer, om noen, som benyttes på den tynne masse.

Følgelig innbefatter et andre aspekt ved oppfinnelsen en fremgangsmåte hvor papir fremstilles ved en prosess som omfatter

tildanning av en tykk, celluloseholdig massesuspensjon med et faststoffinnhold på minst 2,5 vektprosent fra minst én tykk, celluloseholdig massesuspensjon-komponent med et faststoffinnhold på minst 2,5 vektprosent,

flokkulering av den tykke masse ved til den tykke masse eller til minst én tykk massesuspensjon-komponent å tilsette et syntetisk, stort sett vannoppløselig, første, polymert materiale med en teoretisk kationisk ladningsdensitet på mindre enn 3 meq/g og en grenseviskositet på minst 4 dl/g, fortrinnsvis i en mengde som vesentlig reduserer filtrat-uklarhet hos den flokkulerte tykke masse,

fortynning av den flokkulerte tykke masse for å danne en tynn masse med et faststoffinnhold på ikke mér enn 2 vektprosent,

drenering av den tynne masse gjennom en sil for å danne et ark,

og tørking av arket.

Fremgangsmåten innbefatter stort sett tilsetning av et retensjonsfremmende system til den tynne masse før drenering, og dette retensjonsfremmende system er vanligvis valgt fra (a) tilsetning av et polymert retensjonsmiddel valgt fra syntetiske polymerer med grenseviskositet på over 4 dl/g og kationisk stivelse, (b) tilsetning av anionisk kolloidalt materiale (vanligvis umiddelbart før drenering), (c) tilsetning av et polymert retensjonsmiddel valgt fra syntetisk polymer med grenseviskositet på over 4 dl/g og kationisk stivelse fulgt av anionisk kolloidalt materiale (generelt umiddelbart før drenering), (d) et koaguleringsmiddel valgt fra uorganisk koaguleringsmiddel og vannoppløselig polymert materiale med IV mindre enn 3 dl/g samt (e) et koaguleringsmiddel valgt fra uorganisk koaguleringsmiddel og vannoppløselig polymert materiale med grenseviskositet på mindre enn 3 dl/g fulgt av anionisk kolloidalt materiale. De foretrukkede prosesser er (d) og (e), særlig (e) fordi slike prosesser kombinerer fortrinnene ved god retensjon, god formasjon og minimale bekproblemer.

I denne beskrivelse er grenseviskositet målt ved 25°C i 1M natriumklorid bufret ved pH 7 ved bruk av et "suspended level" viskosimeter.

I denne beskrivelse er teoretisk kationisk ladningsdensitet den ladningsdensitet som oppnås ved beregning fra den monomere sammensetning som brukes til å danne polymeren.

Doser av polymer eller andre materialer som i denne beskrivelse er uttrykt som en prosentandel, er uttrykt som prosentandel tørr polymer basert på tønvekten av suspensjonen som blir behandlet, og slik vil en dose på 0,01% representere 100 gram tørr polymer pr. 1 tonn tørrvekt av suspensjon.

I denne beskrivelse er filtrat-uklarhet den uklarhet hos filtratet som oppnås ved filtrering av den flokkulerte suspensjon gjennom et hurtigfilterpapir, fulgt av måling av uklarheten optisk i en ren skål i en uklarhetsmåler som virker etter prinsippet med diffust lys dobbel stråle (såsom en Dr. Lange uklarhetsmåler) og som uttrykker resultatet i NTU.

Ved å si at flokkuleringsmiddelet tilsettes i en mengde som vesentlig reduserer filtrat-uklarhet menes at uklarheten til filtratet fra suspensjonen som flokkuleringsmiddelet er tilsatt er vesentlig mindre enn uklarheten til filtratet som er oppnådd fra den samme suspensjon, men som det ikke er tilsatt flokkuleringsmiddel til. F.eks. er filtrat-uklarheten til den flokkulerte suspensjon stort sett under 50%, fortrinnsvis under 30% og helst under 20% av filtrat-uklarheten til suspensjonen før tilsetning av flokkuleringsmiddelet.

En anne måte å indikere at filtrat-uklarheten er blitt vesentlig redusert er ved henvisning til mengden av flokkuleringsmiddel som kreves for å gi optimal (d.v.s. la-vest) filtrat-uklarhet. Når filtrat-uklarheten registreres for økende mengder av polymert flokkuleringsmiddel, vil en finne at uklarhet avtar til et minimum og deretter vil økning av mengden polymer resultere i øket uklarhet. Det er derfor lett mulig å bestemme den mengde av polymert flokkuleringsmiddel som gir optimal (minimal) uklarhet i en bestemt suspensjon. De beste resultater ifølge oppfinnelsen oppnås generelt når mengden av polymert flokkuleringsmiddel som tilsettes er ved eller nær det optimale. Dette er imidlertid ikke alltid avgjørende. Følgelig kan gode resultater oppnås ifølge oppfinnelsen når mengden av polymert flokkuleringsmiddel er minst 25%, fortrinnsvis minst 50% og helst minst 75% av den optimale mengde, d.v.s. den mengde som gir optimal (minimal) filtrat-uklarhet. Det er generelt foretrukket at mengden polymer ikke bør være for mye over det optimale fordi økende uklarhet har en tilbøyelighet til å indikere underlegen ytelse og bortkastet polymer. En finner imidlertid noen ganger at uklarheten som kan oppnås ved optimal dose er så lav at vesentlige variasjoner i dosen kan brukes uten alvorlig svekkelse av reguleringen av bek, og bruken av overflødig polymer kan være anvendelig i de etterfølgende retensjonsstadier i prosessen. Det er følgelig normalt tilfredsstillende at mengden av polymer er opp til 200% av det optimale og ofte er den opp til 300% eller sågar 500% av mengden for optimal filtrat-uklarhet.

Mengden av polymer som tilsettes ved dette stadium med tykk masse er i praksis minst 0,005% og stort sett minst 0,01%. Den er vanligvis i området 0,03 til 0,15 eller 0,2%. Imidlertid kan det brukes større mengder, opp til 0,5% eller sågar 1% eller mer.

Selv om filtrat-uklarhet delvis kan skyldes komponenter som ikke er knyttet til bekavsettingsproblemer, antas som en omtrentlig rettesnor at lav filtrat-uklarhet vanligvis er knyttet til lav tilbøyelighet til bekavsettingsproblemer. Når minimering av bekavsetting er hovedformålet med tilsetning av polymeren til den tykke masse, vil følgelig dosen av polymer velges slik at filtrat-uklarheten er så lav som mulig.

Som antydet ovenfor, indikerer kjent teknikk at kationiske polymerer brukt som bekfiksativer bør ha høy kationisk ladning og lav molekylvekt, og det er svært overraskende at det i oppfinnelsen kan oppnås gode resultater ved bruk av en lite kationisk polymer med høy molekylvekt. Oppfinnelsen har det særlige fortrinn at bruk av slike polymerer søker å resultere i mindre skade på arkets lyshet, mindre enn den som finner sted når tradisjonelle, svært kationiske polymerer med lav molekylvekt brukes til dette formål. Forutsatt at polymeren har høy molekylvekt (IV over 4 dl/g), synes det som om det oppnås tilfredsstillende stofflighet til beken og til fibrene selv om den kationiske ladning er lav. Fordi den kationiske ladning er lav, er det mindre optisk skade på fiberarket. Fordi molekylvekten er høy, er det mindre risiko for spill av polymer p.g.a. absorbsjon i fibrene. Følgelig kan oppfinnelsen føre til lavere filtrat-uklarhet ved ekvivalent polymerdose og lavere optimal filtrat-uklarhet (kombinert med mindre lyshetstap) ved ekvivalent dose av polymer, og mindre lyshetstap ved optimal filtrat-uklarhet, sammenliknet med konvensjonell, svært kationisk polymer med lav molekylvekt.

Det polymere flokkuleringsmiddel kan brukes som det eneste bekfiksativ eller renningsevnemiddel i prosessen, men det kan brukes i kombinasjon med andre materialer som er innbefattet med hensikt for dette formål eller som kan være innbefattet av annen årsak, men som kan ha en fordelaktig virkning på bekfiksering. F.eks. kan det tilsettes kationisk stivelse eller annen tørrstyrkeharpiks. Bentonitt eller annet anionisk kolloidalt materiale kan tilsettes enten før, med eller etter tilsetningen av flokkuleringsmiddelet. Fordi bentonitten eller annet anionisk kolloidalt materiale kan søke å samvirke med det polymere flokkuleringsmiddel for å frem-bringe svært store flokker, er det stort sett ønskelig at den tykke masse bør utsettes for tilstrekkelig omrøring for å hindre dannelse av slike flokker eller å bryte dem ned hvis de dannes.

Det polymere flokkuleringsmiddel som brukes i den tykke masse kan være stort sett ikke-ionisk eller anionisk (særlig når den tykke masse har et høyt elektrolytt-innhold), med er generelt kationisk. Den teoretiske kationiske ladningsdensitet bør ikke være mer enn omtrent 3 meq/g fordi ellers vil fortrinnene ved bruk av en forholdsvis lite kationisk polymer (kostnad av kationisk monomer og minimering av lyshetstap) avta, og stort sett er den under 2 meq/g. Vanligvis er den minst 0,1, og oftere minst 0,5 meq/g. Egnede polymerer er beskrevet nærmere nedenfor under beskrivelsen "første polymerer".

Flokkuleringen av den tykke masse har de beskrevne fordelaktige virkninger på bekfiksering, men kan også være fordelaktig for etterfølgende retensjonsbehand-linger selv om fremføring av den flokkulerte tykke masse mot silen nødvendigvis vil føre til nedbrytning av flokkene, muligens med noe gjenoppslemming av fiber, for dannelse av mindre flokker som kan betegnes mikroflokker. Hvis det ikke anvendes noen etterfølgende retensjonsbehandling, kan denne nedbrytning være slik at retensjonsegenskaper er ganske dårlige, og således anvendes fortrinnsvis et retensjonssystem på den tynne masse dannet ved fortynning av den tykke masse. Det kan brukes et konvensjonelt retensjonssystem.

I én prosess oppnås forbedret retensjon ved bruk av et enkomponent polymert retensjonsmiddel ved et senere stadium, med tynn masse, i prosessen, f.eks. like før drenering, f.eks. etter siste punkt med høy avskjæring. For eksempel kan polymert retensjonsmiddel tilsettes like foran eller ved innløpskassen. Dette polymere retensjonsmiddel er vanligvis en syntetisk polymer med IV generelt på minst 4 dl/g. Det kan være anionisk, ikke-ionisk eller kationisk. Rutineforsøk vil danne grunnlag for hvilken type polymer som gir best resultater på den enkelte tynne masse. Hvis f.eks. den tynne masse har et forholdsvis høyt kationisk innhold, kan det være hensiktsmessig å bruke et ikke-ionisk eller anionisk polymert retensjonsmiddel, men ellers foretrekkes generelt et kationisk retensjonsmiddel. Selv om syntetisk polymer med høy IV foretrekkes, kan kationisk stivelse brukes i stedet for noe av eller hele den syntetiske polymer.

I stedet for å bruke polymer alene, kan den brukes i kombinasjon med andre materialer. F.eks. kan bentonitt eller annet anionisk partikulært materiale tilsettes den tynne masse eller den tykke masse, generelt etter flokkulering av den, og det polymere retensjonsmiddel kan tilsettes i det etterfølgende. Igjen kan retensjons-middelet være anionisk, ikke-ionisk eller kationisk. En slik prosess som bruker stort sett ikke-ionisk retensjonsmiddel er beskrevet i EP-A-017353. I en variant av denne prosess, som beskrevet i AU 63977/86, kan det tilsettes en svært kationisk polye-lektrolytt, generelt med forholdsvis lav molekylvekt, etter tilsetning av bentonitten og før tilsetning av det endelige polymere retensjonsmiddel.

I en annen variant av denne prosess, som beskrevet i ikke publisert europeisk søknad nr. 94300260.0, inneholdes fyllstoff i minst én tykk massekomponent, og fyllstoffet er koagulert med fibrene i denne suspensjonskomponent ved tilsetning av kationisk koaguleringsmiddel til suspensjonen inneholdende fyllstoff og fiber, fulgt av tilsetning av det anioniske partikulære materiale såsom bentonitt og deretter det polymere retensjonsmiddel. I alle disse prosesser har det endelige retensjonsmiddel stort sett IV på minst 6 dl/g og er generelt en stort sett vannoppløselig polymer dannet ved polymerisering av akrylamid eller annen vannoppløselig etylenisk umettet monomer eventuelt med etylenisk umettet kationisk monomer og/eller anionisk monomer.

I stedet for å tilsette polymert retensjonsmiddel som retensjonssystemet, er det noen ganger mulig å oppnå gode resultater kun ved tilsetning av anionisk kolloidalt materiale, f.eks. etter siste punkt med høy avskjæring som den tynne masse utsettes for, typisk ved eller nær innløpskassen. Dette kan gi gode resultater særlig når polymeren som ble tilsatt ved den tykke masse var kationisk polymer tilstede i tilstrekkelig overskudd til at de oppslemmede partikler som nærmer seg dreneringsstadiet har en tilstrekkelig kationisk ladning til å samvirke med og bli flokkulert av det anioniske kolloidale materiale. Egnede anioniske koiloidale materialer er beskrevet nærmere nedenfor.

Selv om oppfinnelsen har det fortrinn at den muliggjør reduksjon av bekproblemer, skal det forstås at de foretrukkede aspekter ved oppfinnelsen er rettet mot oppnåelse av god formasjon og retensjon uavhengig av bekproblemer, og er særlig prosessen (d), eller fortrinnsvis <e) ovenfor. I slike prosesser kan følgelig den tykke masse være et materiale som ikke krever denne tilsetning av bekfiksativ.

F.eks. kan den tykke masse være fremstilt av rene massekomponenter med liten til-bøyelighet til å avsette bek eller andre komponenter som vil virke som bekfiksativer kan være innbefattet i den tykke masse. F.eks. kan kationisk stivelse eller konvensjonelle, svært kationiske, polymere bekfiksativer med lav molekylvekt være innbefattet i en skitten tykk masse eller tykk massekomponent slik at den tykke masse ikke lider av vesentlige bekavsettingsproblemer.

Når bekproblemer ikke dominerer vurderingene av mengden av polymer som skal tilsettes til den tykke masse, kan mengden velges med hensyn primært til behovene ved de senere stadier i prosessen i stedet for med hensyn til filtrat-uklarheten til den flokkulerte tykke masse. Hvis f.eks. retensjonssystemet som brukes virker best når den tykke masse er blitt behandlet et overskudd av kationisk polymert materiale med høy molekylvekt, kan mengden av dette materiale være vesentlig høyere enn mengden som kreves for minimum filtrat-uklarhet, og filtrat-uklarheten til den flokkulerte suspensjon kan være nesten like stor som filtrat-uklarheten til suspensjonen ved fravær av polymeren. Stort sett bør imidlertid mengden av polymer falle innenfor de områder som er beskrevet ovenfor i forbindel-se med filtrat-uklarhet.

I fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan det endelige papir være fylt eller ufylt. Hvis det er fylt, kan mengden av fyllstoff være fra f.eks. 2 til 60, ofte 10 til 60 vektprosent av arkets faststoff-innhold. Det kan brukes et konvensjonelt fyllstoff. Noe av eller alt fyllstoffet kan innføres ved bruk av gjenvunnet papir. Noe aV eller alt fyllstoffet kan innbefattet i den tykke masse. Faststoff-innholdet i den tykke masse er generelt ikke mer enn 7 og vanligvis i området 2,5 til 5 vektprosent.

Kilden for suspensjonens celluloseholdige komponent kan være gjenvunnet papir eller en egnet tremasse, f.eks. mekanisk, termomekanisk eller kjemisk tremasse. Tremassen kan være forholdsvis ren eller den kan være en forholdsvis rå tremasse. Den kan være frembragt ved gjendispergering av en tørket tremasse eller den kan, i en integrert fabrikk, være frembragt v.h.a. et tidligere tremassé-tildanningsstadium ved fabrikken. Tremassen, eller den tørkede tremasse, kan være fremstilt ved bruk av et dreneringsmiddel, men vanligvis er den fri for polymert materiale når den innføres som en tykk massekomponent eller som den tykke masse.

Den tykke masse kan dannes av en suspensjon med en enkelt komponent, men blir vanligvis fremstilt ved blanding av to eller flere tykke massesuspensjon-komponenter.

Ifølge oppfinnelsen tilsettes det første polymere materiale til den tykke masse, eller til en eller flere av de tykke massekomponenter, i en mengde som er tilstrekkelig til stort sett fullt ut å flokkulere den tykke masse, f.eks. som indikert ved henvisning til filtrat-uklarhet (alt som beskrevet ovenfor). Den første polymer kan tilsettes hver tykke massekomponent, men ofte blir den første polymer tilsatt hele den tykke masse, f.eks. i blandebeholderen eller oppbevaringsbeholderen for tykk masse. Alternativt kan den tilsettes i masseløseren.

Suspensjonen vil nødvendigvis bli utsatt for utstrakt blanding og avskjæring før den avvannes (som en tynn masse) og derfor er det ikke avgjørende at det bør oppnås total og jevn fordeling av polymeren umiddelbart etter at den tilsettes den tykke masse eller tykke massekomponent. Ifølge oppfinnelsen er det følgelig tillått å tilsette polymeren som en motfase-emulsjon som vil bli aktivert, for derved å danne en oppløsning av polymeren i den tykke masse, men fortrinnsvis tilsettes til den tykke masse eller den tykke massekomponent som en på forhånd dannet oppløs-ning. Denne kan være frembragt på konvensjonell måte ved oppløsning av den første polymer i form av pulver eller motfase-emulsjon.

Den første polymer har grenseviskositet ("suspended level" viskosimeter i bufret 1N natriumklorid ved 25°C) på minst 4 dl/g og ofte minst 6 dl/g, f.eks. 6 til 25 dl/g eller høyere, ofte 8 til 15 dl/g.

Anvendelige prosesser ifølge oppfinnelsen bruker, som den første polymer, kopolymerer av vannoppløselig etylenisk umettet monomer eller monomerblanding. Monomerene er stort sett akrylmonomerer. Monomerene kan innbefatte kationisk monomer i en mengde slik at den teoretiske ladningsdensitet (som definert ovenfor) ikke er mer enn omtrent 3 meq/g, og ofte ikke mer enn omtrent 2 meq/g. Den er stort sett minst omtrent 0,1, eller mer vanlig omtrent 0,5, meq/g.

Egnede kationiske monomerer er dialkylaminoalkyl-(met)akrylater eller -

(met)akrylamider, generelt som sure salter eller fortrinnsvis kvatemærammoniumsal-ter. Hver av alkylgruppene kan inneholde 1 til 4 karbonatomer og aminoalkylgrup-pen kan inneholde 1 til 8 karbonatomer. Særlig foretrekkes dialkylaminoe-tyl(met)akrylater, dialkylaminometyl(met)akrylamider og dialkylamino-1,3-propyl(met)akrylamider.

Den første polymer er generelt en kopolymer av kationisk monomer med andre monomerer, der mengden av kationisk monomer vanligvis er minst 2, og oftest minst 3, molprosent. Mengden av kationisk monomer kan i noen tilfeller være opp til 25 molprosent, men er stort sett ikke mer enn 20 molprosent, og er ofte ikke mer enn 10 molprosent. Kvatemære diallyldialkylmonomerer, særlig diallyldimetylammoniumklorid (DADMAC), kan brukes under forutsetning av at proporsjons- og polymeriseringsforholdene er slik at den endelige polymer har den ønskede høye IV og forholdsvis lave ladningsdensitet.

Den kationiske monomer kopolymeriseres med en vannoppløselig, etylenisk, ikke-ionisk, umettet monomer, fortrinnsvis akrylamid. Generelt er polymeren en kopolymer kun av kationiske og ikke-ioniske monomerer, men om ønsket kan en liten mengde anionisk monomer innbefattes i kopolymeren, under forutsetning av at den endelige polymer fremdeles oppfører seg primært som en kationisk monomer.

I noen tilfeller er karakteristikaene til den tykke masse (og særlig dens elektrolytt-innhold) slik at det kan oppnås tilfredsstillende flokkulering ved bruk av et stort sett ikke-ionisk, polymert flokkuleirngsmiddel (f.eks. inneholdende svært små mengder av kationisk monomer, eller vanligere, bestående kun av ikke-ionisk monomer og urenhetsmonomerer såsom 1 til 3 molprosent natriumakrylat) eller et anionisk polymert flokkuleringsmiddel. Egnede anioniske, polymere flokkuleringsmidler er kopolymerer av akrylamid eller annen vannoppløselig, ikke-ionisk monomer med opp til 10 eller 20 molprosent anioniske monomerer.

Anionisk monomer som er tilstede i den første polymer er vanligvis akrylsyre (vanligvis som natriumakrylat), men kan være enhver hensiktsmessig etylenisk, umettet, karboksylisk eller sulfonisk monomer. Valget av den optimale type av den første polymer kan gjøres ved overvåking av flokkuleringsytelsen til en rekke polymerer med forskjellig ioneinnhold, f.eks. polymerer med et lavt anionisk, et ikke-ionisk og et lavt og middels kationisk innhold, forderved å bestemme hvilken type polymer som gir den beste flokkuleringsytelse på den tykke masse enten méd hensyn til filtrat-uklarhet eller med hensyn til de etterfølgende krav til tilsetning av koaguleringsmiddel og anionisk kolloidalt materiale. Med de fleste tykke masser oppnås best resultater når den første polymer er en polymer med lavt til middels kationisk innhold.

Polymeren må være tilstrekkelig oppløselig i vann for at den ikke skal bevirke defekter i papirarket, men den kan være lett tverrbundet slik at den er en blanding av vannsvellbare polymerpartikler på under 10 u og vannoppløselig polymer, f.eks. som beskrevet i EP 202780;

De konvensjonelle fortynningsstadier og andre prosesstadier som fører til maskinvaieren utsetter nødvendigvis suspensjonen for turbulens og avskjæring, og dette vil nødvendigvis føre til nedbrytning av de opprinnelige flokker og muligens noe gjenoppslemming av fibre. Fortynningen, f.eks. med bakvann fra vaieren, gir stort sett en tynn masse med et faststoff-innhold på 0,3 til 2%.

I den foretrukkede fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen blir de resulterende mikroflokker og/eller gjenoppslemmet materiale behandlet ved tilsetning av ett eller flere koaguleringsmidler, for derved å forberede suspensjonen for etterfølgende drenering, og generelt for superkoagulering ved en påfølgende tilsetning av anionisk kolloidalt materiale fulgt av drenering.

I denne beskrivelse brukes betegnelsen "koaguleringsmiddel" i betydningen av et materiale som har den virkning at det bringer fibrene og fyllstoffpartiklene (hvis tilstede) i den tynne masse til å sammenhopes for å danne små tette mikroflokker før drenering eller superkoagulering, eller i noen tilfeller kun til å være mer ømfintlig for superkoagulering selv når det ikke er noen synlig sammenhoping før tilsetningen av det anioniske kolloidale materiale.

Koaguleringsmiddelet som tilsettes kan være et uorganisk materiale og/eller det kan være et andre organisk polymert materiale. Hvis det er et polymert materiale må det ha lav grenseviskositet fordi det er uønsket for det andre materiale å indusere vesentlig brobyggende flokkulering av den art som frembringes av polymerer med høy molekylvekt. Brobyggende flokkulering på dette stadium kan bortlede fra formasjonen egenskaper hos det endelige ark. Tilsetningen av den andre polymer kan vise seg å bevirke noe sammenhoping, men p.g.a. den lave molekylvekt vil ikke denne sammenhoping bortlede fra formasjonen egenskaper søm er ønsket. Grenseviskositeten er ikke mer enn 3 dl/g og er stort sett under 2 dl/g og sågar under 1 dl/g. Uttrykt som molekylvekt målt v.h.a. gel-gjennomtrengningskromatografi, er molekylvekten til den andre polymer vanligvis under 500000, fortrinnsvis under 400000. Den er helst under 300000. Stort sett er den over 50000.

Flokkene som dannes som et resultat av tilsetningen av den første polymer kan ha et overskudd av overflate-kationisk ladning p.g.a. den første polymer. Den nedbrytning av disse flokker som finner sted under fortynning og strømning av den tynne masse mot silen vil føre til frilegging av anioniske eller ikke-anioniske steder på mikroflokkene eller gjenoppslemmede faststoffer. I mange fremgangsmåter ifølge oppfinnelsen er det ønskelig at den andre polymer er kationisk, for derved å øke den kationiske ladning på mikroflokkene og oppslemmede faststoffer før tilsetningen av det anioniske kolloidale materiale. I mange prosesser er det følgelig ønskelig at det andre polymere materiale er kationisk, og særlig er det generert foretrukket at den kationiske ladning på den andre polymer er høy. Følgelig har den andre polymer generelt en teoretisk kationisk ladning på over 4 meq/g og ofte over 5 meq/g.

Når den andre polymer er kationisk, er den fortrinnsvis dannet av tilbakeven-dende enheter hvorav minst 70%, og stort sett minst 90%, er kationiske. Foretrukkede polymerer er homopolymerer av diallyldimetylammoniumklorid og kopolymerer av denne med en liten mengde (vanligvis under 30% og fortrinnsvis under 10%) akrylamid, homopolymerer av dialkylaminoalkyl(met)-akrylamid eller -akrylat kvatemært salt eller syretilsetningssalt og kopolymerer av disse med små mengder (stort sett under 30% og fortrinnsvis under 10%) akrylamid, polyetyleniminer, polyaminer, epiklorhydrindiamin-kondensasjonsprodukter, dicyandiamid-polymerer og andre konvensjonelle, kationiske, koagulerende polymerer med lav molekylvekt..

I stedet for å bruke kationisk koagulerende polymer alene for å øke den kationiske ladning på partiklene i suspensjonen, er det mulig å tilsette uorganisk koaguleringsmiddel, og i noen tilfeller kan det brukes uorganisk koaguleringsmiddel alene. Egnede kationiske, uorganiske koaguleringsmidler innbefatter flerverdige metallsammensetninger såsom alun, aluminiumklorid, polyaluminiumklorid, jemsulfat og jernklorid.

Hvis den tynne masse har for høy kationisk ladning, f.eks. p.g.a. bruken av en overflødig mengde av kationisk stivelse eller en overflødig mengde av første kationisk polymer, kan koagulering bevirkes ved nøytralisering av noe av den kationiske ladning ved tilsetning av anionisk materiale. Egnede anioniske koaguleringsmidler innbefatter uorganiske anioniske koaguleringsmidler såsom polyfosfat, polyfosfonat og polysulfonat, samt organiske koaguleringsmidler såsom vannopplø-selige polymerer med lav molekylvekt av etylenisk umettet monomer eller monomerblanding som innbefatter anionisk monomer. En egnet polymer er f.eks. en polymer av natriumakrylat (eller annen vannoppløselig anionisk monomer) enten som en homopolymer eller kopolymerisert med f.eks. 0 til 50 molprosent akrylamid eller maleinanhydrid. Molekylvekten til polymere anioniske koaguleringsmidler er typisk slik at grenseviskositeten er under 3 dl/g, generelt under 2 dl/g og oftest under 1 dl/g. Uttrykt som molekylvekt målt v.h.a. gel-gjennomtrengningskromatografi, er molekylvekten vanligvis under 100000, stort sett under 50000 og ofte under 15000. Ofte er den i området 2 til 10000. Det skal bemerkes at mange av materialene som er foreslått brukt ifølge oppfinnelsen som anioniske koaguleringsmidler er materialer som, i andre omgivelser, normalt ville bli regnet som anioniske dispergeringsmidler.

Hvis den tynne masse er nær nøytral ladning, og særlig hvis den tynne masse har et høyt elektrolytt-inhhold slik at den har høy ledningsevne, kan de beste resultater oppnås ved bruk av et koaguleringsmiddel som er en stort sett ikke-ionisk polymer som frembringer koagulering ved hydrogenbinding. Egnede polymerer er polyetylenoksyd og polyakrylamid. Molekylvekten må være slik at sammenhopinge-ne er ganske små, og molekylvekt målt v.h.a. GPC er fortrinnsvis under 1 million eller 500000, og er, målt v.h.a. grenseviskositet, fortrinnsvis under 3 dl/g.

Når uorganisk koaguleringsmiddel brukes i stedet for den andre polymer, vil mengden av koaguleringsmiddel være valgt ved rutineforsøk og vil stort sett være i området 0,01 til 1%. Når andre polymer brukes, er mangden av andre polymer vanligvis minst 0,01% og stort sett minst 0,03% tørrvekt basert på suspensjonens tørrvekt. Den kan være opp til 0,2% eller sågar høyere, f.eks. opp til 0,5%, men er stort sett under 0,1 %. Fortrinnsvis er mengden tilstrekkelig til å gi sammenhoping av fibrene som er synlige for det blotte øye.

Selv om det er tillatelig å utsette mikroflokkene for ytterligere omrøring og avskjæring etter tilførsel av den andre polymer, er dette stort sett uønsket og derfor tilsettes den andre polymer stort sett så sent som det er hensiktsmessig før drenering eller, vanligere, før tilsetningen av det anioniske kolloidale materiale.

Fordi den andre polymer har lav molekylvekt, kan det være mulig å innlemme den i form av hurtig oppløselige perlér eller andre polymere partikler, men det foretrekkes generelt å tilsette den andre polymer som en på forhånd dannet oppløs-ning.

Det anioniske kolloidale materiale kan være ethvert anionisk materiale som gir et svært stort anionisk overflateareal og som ikke i uakseptabel grad avviker fra egenskapene til det endelige papir. Det kan være en anionisk, organisk, polymer emulsjon, fortrinnsvis med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på under 2 u, fortrinnsvis under 1 u og helst under 0,1 u. De emulgerte partikler kan være uoppløselige fordi de er dannet av en kopolymer av f.eks. en vannoppløselig anionisk polymer og en eller flere uoppløselige monomerer såsom etylakrylat. Imidlertid er den organiske polymere emulsjon fortrinnsvis en tverrbundet mikro-emulsjon av vannoppløselig monomerisk materiale.

Det anioniske, kolloidale materiale er imidlertid fortrinnsvis et uorganisk materiale såsom kolloidalt kisel, polysilikat-mikrogel, polykiselsyre-mikrogel, alumini-um-modifiserte varianter av et av de foregående, eller fortrinnsvis en anionisk svellende leire. Denne kan være et av materialene som generelt betegnes bentonitt, hektoritter, smektitter eller sågar andre anioniske uorganiske materialer som f.eks. zeolitter. De foretrukkede materialer er de som innen industrien generelt betegnes bentonitter. Mengden av bentonitt eller annet materiale som tilsettes er typisk i området 0,03 til 2%, idet mengden fortrinnsvis er minst 0,1% og fortrinnsvis under 1%.

Selv om det henvises til at det anioniske kolloidale materiale bevirker superkoagulering, omfatter denne sammenhopede struktur enhver sammenhoping av mikroflokkene og gjenoppslemmede fibre til en form som gir gode retensjons- og dreneringskarakteristika ledsaget av god formasjon i det endelige ark.

Bentonitten eller annet kolloidalt materiale blir stort sett tilsatt etter det siste punkt med høy avskjæring, f.eks. i innløpskassen, og suspensjonen kan deretter avvannes på konvensjonell måte.

Det følgende er eksempler.

Eksempel 1

For å demonstrere den forbedring av lyshet som oppnås ved å innlemme i den tykke masse en polymer med lav kationisk ladning og høy molekylvekt i stedet for en polymer med høy kationisk ladning og lav molekylvekt, ble føgende laborato-rietest utført.

250 cc med masse dannet av TMP-tremasse behandles med forskjellige mengder av testpolymer-oppløsningen og dosen (prosentandel tørr polymer basert på tørr masse) registreres. Massen omrøres i 30 sekunder ved 1000 o/min og filtreres under våkum v.h.a. et Whatman 541 filterpapir, og filtratet ble oppsamlet.

Putene utflates v.h.a. en guskpressvalse, filterpapirene blir fjernet og deretter tørket i 2 timer ved 110°C. Lyshetsresultatene blir så bestemt på en skala der reduksjon av verdien indikerer lavere lyshet. Filtrat-uklarhet registreres på en skala der avtagende verdier indikerer forbedrede resultater (mindre uklarhet).

I denne test er polymer A poly DADMAC IV 0,4 dl/g.

Polymer B er poly DADMAC IV 2,0 dl/g.

Polymer C er en kopolymer av 90 molprosent akrylamid med dimetyiaminoe-tylakrylat-kvaternisert MeCI IV 8 dl/g.

Polymer D er en kopolymer av 65 molprosent akrylamid og dimetylaminoetylakrylat-kvaternisert MeCI IV 7 dl/g.

Resultatene er vist i Tabell 1 nedenfor.

Det fremgår av disse resultater at flokkuleringsmidlene C og D er istand til å gi lavere uklarhet i denne testen enn koaguleringsmidlene og at de kan gi lavere uklarhet ved enhver bestemt dose. En vil se at det kan oppnås anvendelige resultater ved bruk av flokkuleringsmidler ved doser som strekker seg fra omtrent 0,025 til 1,6%, men at prosessen i praksis drives best ved doser som strekker seg fra omtrent 0,1 til 0,9% idet de beste resultater oppnås med disse flokkuleringsmidler i doser på omtrent 0,2 til 0,5%. En kan også se at flokkuleringsmidlene C og D generelt kan gi mindre lyshetstap enn like doser av koaguleringsmidler A og B, og særlig kan lyshetstapet ved den dose av flokkuleringsmiddel som gir nær optimal filtrat-uklarhet, være mindre enn det lyshetstap som gir optimal (men vanligvis underlegen) filtrat-uklarhet ved bruk av koaguleringsmidler A og B.

Eksempel 2

I dette eksempel ble en virkelig fabrikkmasse for fremstilling av finpapir, trykkpapir og skrivepapir med 23% fyllstoff utsatt for ulike laboratorietester m.h.t. retensjon, drenering, tørking og formasjon etter behandling med forskjellige kombi-nasjoner av koaguleringsmiddel A (som ovenfor), flokkuleringsmiddel E (90 molprosent akrylamid med 10 molprosent dimetylaminoetylakrylat kvaternisert med metylklorid, grenseviskositet 7 dl/g), samt bentonitt.

Da polymer ble tilsatt den tykke masse, ble den i hvert tilfelle deretter avskåret ved bruk av en rører med blad med stor vinkel og med diameter 6 cm, avskjæringshastighet 2000 o/min. Da polymer ble tilsatt den tynne masse, ble den deretter avskåret ved bruk av en propellrører med diameter 5 cm, avskjæringshastighet 1500 o/min. Da bentonitt ble tilsatt den tynne masse, ble den tynne masse deretter omrørt med den samme propellrører, men ved 800 o/min.

Alle blande-, avskjærings- og retensjonstester ble utført i en ledeplateforsynt "Britt Dynamic Drainagé Jar" forsynt med en 250 u silvaier.

Retensjon ble bestemt som en prosentandel på konvensjonell måte. Suspensjonen ble utsatt for vakuum-drenering for å bestemme dreneringstiden i sekunder (på en skala hvor økende tid indikerer saktere drenering), pute-faststoffer som en prosentandel (på en skala hvor økning av pute-faststoffene indikerer bedre avvanning etter drenering og derfor potensielt hurtigere tørking), og delta P. Delta P er en indikasjon på formasjonen eller graden av flokkulering i arket, og lavere verdier indikerer bedre formasjon.

I de følgende tabeller er polymerdoser og bentonittdoser gitt i gram pr. tonn, pute-faststoffer og retensjon som en prosentandel, og vakuum-drenering i sekunder.

Polymer A og bentonitten er alltid tilsatt den tynne masse. Polymer E er tilsatt den tykke masse eller den tynne masse.

Prosesser hvor polymer E tilsettes den tynne masse fulgt av at bentonitt tilsettes den tynne masse er lik prosessene som er beskrevet i EP-A-235893.

Av praktiske hensyn er retensjonsverdiene anført i de samme tabeller som de andre egenskaper, men eksperimentelt ble de bestemt i separate eksperimenter.

Tabell 2 viser resultatene når polymeren med høy molekylvekt tilsettes den tynne masse (som i EP 235893) og Tabell 3 viser prosesser ifølge oppfinnelsen hvor polymeren tilsettes den tykke masse fulgt av at koaguleringsmiddel og/eller bentonitt tilsettes den tynne masse. Tabell 4 viser en modifisering av prosessen ifølge EP 235893 hvor polymert koaguleringsmiddel tilsettes etter at det polymere flokkuleringsmiddel er blitt tilsatt den tynne masse, og Tabell 5 viser en prosess ifølge EP 335575 hvor polymert koaguleringsmiddel tilsettes den tynne masse før det polymere flokkuleringsmiddel.

Sammenlignbare tester fra de forskjellige tabeller er vist i Tabell 6 for å muliggjøre en sammenligning mellom prosessene.

Det fremgår av disse data, og særlig Tabell 6, at prosessene ifølge oppfinnelsen i disse tester (hvor det polymere flokkuleringsmiddel tilsettes den tykke masse) gir bedre formasjon (lavere delta P) enn noen av de andre prosesser og at den forbedrede formasjon er ledsaget av akseptable retensjons-, pute-faststoff- og dreneringsverdier. Særlig i den foretrukkede prosess hvor det brukes flokkuleringsmiddel i den tykke masse og polymert koaguleringsmiddel fulgt av bentonitt i den

. tynne masse, viser resultatene forbedret formasjon, forbedret retensjon og forbedrede pute-faststoffer. Den lille reduksjon av dreneringsytelse er kommersielt aksep-tabel. Den kan sågar være ønskelig i noen moderne papirmaskiner med høy hastighet og høy avskjæring.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av papir, omfattende tildanning av en tykk, celluloseholdig massesuspensjon med et faststoffinnhold på minst 2,5 vektprosent fra minst én tykk, celluloseholdig massesuspensjon-komponent med et faststoffinnhold på minst 2,5 vektprosent, flokkulering av den tykke masse ved til den tykke masse eller tit minst én tykk massesuspensjon-komponent å tilsette et syntetisk, stort sett vannoppløselig, første, polymert materiale med en teoretisk kationisk ladningsdensitet på ikke mer enn omkring 3 meq/g og en grenseviskositet på minst 4 dl/g, fortynning av den flokkulerte tykke masse for å danne en tynn masse med et faststoffinnhold på ikke mer enn 2 vektprosent, drenering av den tynne masse gjennom en sil for å danne et ark, og tørking av arket, karakterisert ved at et koaguleringsmiddel, hvor koaguleringsmidlet er et andre polymer som har en grenseviskositet på under 3 dl/g, og en teoretisk kationisk ladningsdensitet på over 4 meq/g, tilsettes den tynne masse før drenering, og anionisk kolloidalt materiale tilsettes den tynne masse etter koaguleringsmiddelet og før drenering.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at koaguleringsmiddelet er en polymer av diallyldimety lammoniumklorid.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at anionisk kolloidalt materiale tilsettes den tynne masse før drenering.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller krav 3, karakterisert ved at det anioniske kolloidale materiale er en uorganisk svellende leire.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at polymerisk retensjonsmiddel tilsettes den tynne masse før drenering.

6. Fremgangsmåte, ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at mengden av første polymer som tilsettes er en mengde som er tilstrekkelig til å redusere filtrat-uklarhet hos den tykke masse til under 50% av uklarheten ved fravær av polymeren.

7. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at mengden av den første polymer er minst 25% av mengden som gir optimal filtrat-uklarhet hos den tykke masse.

8. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den utøves i en anordning som utnytter minst en av en masseløser, en blandebeholder for tykk masse, samt en oppbevaringsbeholder for tykk masse, og den første polymer tilsettes minst en av masseløseren, oppbevaringsbeholderen og blandebeholderen.